次世代宇宙天気予報のための双方向システムの開発

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 太陽地球圏環境予測：我々が生きる宇宙の理解とその変動に対応する社会基盤の形成
• 研究課題/領域番号: 15H05813
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 石井 守 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所宇宙環境研究室, 室長 (20359003)
• 研究分担者: 中田 裕之 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345011) ; 佐藤 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30354707) ; 齋藤 享 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 電子航法研究所, 上席研究員 (40392716) ; 中村 雅夫 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60373445)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 電波伝搬 / 衛星帯電 / 航空機被ばく / ハザードマップ

研究実績の概要

A01班は、各班で得られた最新の成果を予報に展開するための活動を行ってきた。ニーズ・シーズマッチングのため「宇宙天気ユーザー協議会」を設立し、議論を重ねた。
【電波伝搬】電離圏擾乱による電波障害の予測推定のための電波伝搬シミュレータを開発し、観測に基づいた検証を行った。HF帯について“HF-START”を開発した。地上の電子基準点網で得られたリアルタイム電離圏情報をもとに計算される電離圏モデルが使えることが特徴。日本国内で検証実験を行いその精度の検証を進めた。
【衛星帯電】衛星帯電に影響を与える静止軌道用環境予測モデルを開発し、衛星の表面、内部帯電の脅威レベルを提示するシステムを構築した。表面帯電について磁気圏MHDコードを改良し衛星帯電モデルへの入力を可能にした。またみちびき初号機、Van Allen Probesの衛星形状モデルを作成し衛星表面帯電の評価を行った。深部帯電についてひまわりおよびDRTS衛星について比較・評価を行うとともにDRTSについてESAモデルと環境予測値による深部帯電の再現性の評価を行った。
【航空機被ばく】高エネルギー太陽陽子イベント（SEP）が発生したときの航空機・宇宙機の被ばく警報システムを開発し，宇宙天気情報として発信した。リアルタイムで航空機被ばく線量を発信するWebシステム（WASAVIES）を開発し、報道発表を行い公開を開始した。宇宙飛行士の被ばく線量予測モデル（WASAVIES-EO）の開発を行った。
【宇宙天気ハザードマップ】我が国での最大の宇宙天気現象の社会インパクトを議論し「宇宙天気ハザードマップ」として取りまとめた。
【宇宙天気モデル統合】宇宙天気の太陽・惑星間空間・磁気圏および電離圏の各領域のモデルについて実利用の観点から統合を検討するとともに、改善すべきパラメータを抽出しA02-04班に戻すことで研究目標の具体化につなげた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CNES(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNES
• [国際共同研究] KMITL/Chiang Mai University(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: KMITL/Chiang Mai University
• [国際共同研究] LAPAN(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: LAPAN
• [国際共同研究] VAST(ベトナム)
  • 国名: ベトナム
  • 外国機関名: VAST
• [国際共同研究] UKM(マレーシア)
  • 国名: マレーシア
  • 外国機関名: UKM
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 3
• [雑誌論文] Nowcast and forecast of galactic cosmic ray (GCR) and solar energetic particle (SEP) fluxes in magnetosphere and ionosphere ? Extension of WASAVIES to Earth orbit (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Tatsuhiko、Kataoka Ryuho、Shiota Daikou、Kubo Yuki、Ishii Mamoru、Yasuda Hiroshi、Miyake Shoko、Miyoshi Yoshizumi、Ueno Haruka、Nagamatsu Aiko
  • 雑誌名: Journal of Space Weather and Space Climate 巻: 9 ページ: A9～A9
  • DOI: https://doi.org/10.1051/swsc/2019006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HF-START: Application in Aid of Radio Communications/Navigation (2019)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Kornyanat、Ishii Mamoru、Saito Susumu、Maruyama Takashi、Nakata Hiroyuki、Tsugawa Takuya
  • 雑誌名: EIWAC 2017: Air Traffic Management and Systems III 巻: 3 ページ: 274～287
  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-13-7086-1_19
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Why do some probabilistic forecasts lack reliability? (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kubo
  • 雑誌名: Journal of Space Weather and Space Climate 巻: 9, A17 ページ: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Statistical Study of Anomalous VHF Propagation Due to the Sporadic‐E Layer in the Air‐Navigation Band (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakai J.、Hosokawa K.、Tomizawa I.、Saito S.
  • 雑誌名: Radio Science 巻: 54 ページ: 426～439
  • DOI: https://doi.org/10.1029/2018RS006781
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation study of mitigation of plasma bubble effects on GBAS using a VHF radar (2019)
  • 著者名/発表者名: Supriadi Slamet、Saito Susumu
  • 雑誌名: Navigation 巻: 66 ページ: 845～855
  • DOI: 10.1002/navi.330
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Space Weather Research & Operation in NICT (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: Space Weather Workshop, Boulder
  • 国際学会
• [学会発表] Space Weather Research & Operation in NICT (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: European Geoscience Union, Wien
  • 国際学会
• [学会発表] Global Streams of Space Weather Research and Operation and the Role of Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: Taiwan Geoscience Assembly, Taipei
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent Japanese Space Weather Research and Operation Activities (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: Taiwan Geoscience Assembly, Taipei
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Update of Space Weather Research and Operation activities in NICT (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: Japan Geoscience Union, Makuhari
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] How to optimize a probabilistic binary forecast in view of forecast reliability (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubo
  • 学会等名: EGU General Assembly, Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] Why do some probabilistic forecasts lack reliability? (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Kubo
  • 学会等名: Japan Geoscience Union, Makuhari
  • 国際学会
• [学会発表] HFドップラーにより観測された台風・竜巻に伴う電離圏変動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中田 裕之、益子 竜一、大矢 浩代、鷹野 敏明、細川 敬祐、冨澤 一郎、長尾 大道
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] Current status of WASAVIES; Warning system for aviation exposure to solar energetic particles (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, R. Kataoka, D. Shiota, Y. Kubo, M. Ishii, H. Yasuda, S. Miyake, I. Park, Y. Miyoshi,
  • 学会等名: Japan Geoscience Union, Makuhari
  • 国際学会
• [学会発表] Calculating propagation time of HF radio wave using ray-tracing method and simple comparison with the observation (2019)
  • 著者名/発表者名: 中尾 亮、中田 裕之、大矢 浩代、鷹野 敏明、穂積 コンニャナット、津川 卓也、斎藤 享、石井 守、
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] A network of HF Doppler sounding systems in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: 細川 敬祐、中田 裕之、橋本 久美子、冨澤 一郎、坂井 純、菊池 崇、
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] Overview of radio propagation project (2019)
  • 著者名/発表者名: Kornyanat Hozumi、Hiroyuki Nakata、Susumu Saito、Takumi Kondo、Ryo Nakao、Takashi Maruyama、Takuya Tsugawa、Mamoru Ishii,
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
  • 国際学会
• [学会発表] 桜島噴火の規模とGPS-TEC変動との相関 (2019)
  • 著者名/発表者名: 庄子 聖人、中田 裕之、鷹野 敏明、大矢 浩代、津川 卓也、西岡 未知
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] ロケットによる電離圏TEC変動解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武川 毅、中田 裕之、大矢 浩代、鷹野 敏明、津川 卓也、西岡 未知
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] H-IIA ロケット打ち上げに伴う電離圏変動の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 淳平、中田 裕之、大矢 浩代、鷹野 敏明、細川 敬祐、冨澤 一郎
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] 機械学習を用いたイオノグラムにおけるスプレッドFの検出 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中田 裕之、後藤 佑太、大矢 浩代、鷹野 敏明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] HFドップラーを用いた異なる高度での東北地方太平洋沖地震に伴う電離圏擾乱の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大野 夏樹、中田 裕之、大矢 浩代、鷹野 敏明、冨澤 一郎、細川 敬祐、津川 卓也、西岡 未知
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
• [学会発表] Spatial gradients in the ionospheric delays (TECs) and scintillations associated with plasma bubbles (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Saito, T. Yoshihara
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2019年大会、幕張メッセ（千葉市美浜区）
  • 国際学会
• [学会発表] NICT Research and Operation for Space Weather (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: SuperDARN workshop 2019, Fuji-Yoshida
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Global Streams of Space Weather Research and Operation and the Role of Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: URSI日本電波科学会議（URSI-JRSM）、電気通信大学（東京都調布市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hiraiso Observatory - the Japanese root of mobile telecommunications - (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii, Y. Kubo and M. Den
  • 学会等名: URSI日本電波科学会議（URSI-JRSM）、電気通信大学（東京都調布市）
  • 国際学会
• [学会発表] Calculation of the ray paths and propagation times of HF radio waves using the simulator of HF-START project. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nakao, Hiroyuki Nakata, Hiroyo Ohya, Toshiaki Takano (Chiba Univ., Japan); Kornyanat Hozumi, Takuya Tsugawa (NICT, Japan); Susumu Saito (Electronic Navigation Research Institute, Japan); Mamoru Ishii (NICT, Japan)
  • 学会等名: URSI日本電波科学会議（URSI-JRSM）、電気通信大学（東京都調布市）
  • 国際学会
• [学会発表] ULF Modulation of Energetic Electron Precipitations Observed by VLF/LF Standard Radio Waves (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Miyashita, Hiroyo Ohya (Chiba Univ., Japan), Fuminori Tsuchiya (Tohoku Univ.), Hiroyuki Nakata, Toshiaki Takano (Chiba Univ., Japan), Kazuo Shiokawa, Yoshizumi Miyoshi, Nozomu Nishitani (Nagoya Univ., Japan), Martin Connors (Athabasca Univ., Canada), Simon G Shepherd (Dartmouth College, USA)
  • 学会等名: URSI日本電波科学会議（URSI-JRSM）、電気通信大学（東京都調布市）
  • 国際学会
• [学会発表] Automatic detection of Spread-F on ionogram using Machine Learning (2019)
  • 著者名/発表者名: Junji Shimizu, Hiroyuki Nakata, Hiroyo Ohya, Toshiaki Takano (Chiba Univ., Japan)
  • 学会等名: URSI日本電波科学会議（URSI-JRSM）、電気通信大学（東京都調布市）
  • 国際学会
• [学会発表] Preparedness for Severe Space Weather Event (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii, D. Shiota, C. Tao, and G. Funabashi
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
  • 国際学会
• [学会発表] Calculation of the ray paths and propagation times of HF radio waves using the simulator of HF-START project. (2019)
  • 著者名/発表者名: 中尾 亮, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, Hozumi Kornyanat, 津川 卓也, 斎藤 享, 石井 守
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] 機械学習を用いたイオノグラムにおける スプレッドF自動検出 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清水 淳史, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] 桜島噴火の規模とGPS-TEC変動との相関 (2019)
  • 著者名/発表者名: 庄子 聖人, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 津川 卓也, 西岡 未知
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] HFドップラー観測によるH-IIAロケット打ち上げに伴う電離圏変動の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 淳平, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 細川 敬祐
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] H-IIAロケットにより生じた電離圏TEC変動解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 武川 毅, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 津川 卓也, 西岡 未知
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] LF帯標準電波観測とGPS-TECによるTID同時観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 町 康二郎, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 津川 卓也, 西岡 未知
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] HFドップラー及び地震計を用いた地震に伴う電離圏擾乱の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大野 夏樹, 中田 裕之, 大矢 浩代, 鷹野 敏明, 細川 敬祐, 津川 卓也, 西岡 未知
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会第１４６回総会・講演会、熊本市国際交流会館（熊本県熊本市）、
• [学会発表] Update of NICT Space Weather Research and Operation Activities (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: ENRI International Workshop on ATM/CNS, Nakano, Tokyo
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HF-START (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Hozumi
  • 学会等名: European Space Weather Week, Liege, Belgium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Global Streams of Space Weather Research and operation and the Role of Asia, (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: International Academy of Aviation Industry conference 2020, Chumphon, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Global Streams of Space Weather Research and Operation, (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 学会等名: ASEAN-IVO symposium, Chumphon, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Application of VHF radar for GNSS-based navigation systems (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Saito
  • 学会等名: ASEAN-IVO symposium, Chumphon, Thailand
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Could we Pass over the “Death Valley”? (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii, D. Shiota, C. Tao, N. Nishizuka, K. Hozumi, Y. Kubo, T. Sato, R, Kataoka and H. Yasuda
  • 学会等名: PSTEP-4 international workshop, Nagoya,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Warning System for Aviation Exposure to Solar Energetic Particle (WASAVIES), (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, R. Kataoka, D. Shiota, Y. Kubo, M. Ishii, H. Yasuda, S. Miyake, I. Park, Y. Miyoshi
  • 学会等名: PSTEP-4 international workshop, Nagoya,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spacecraft Internal Charging Assessment System (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Koga, Y. Miyoshi, T. Nagatsuma, M. Nakamura, A. Nakamizo, Y. Kubota, and H. Matsumoto
  • 学会等名: PSTEP-4 international workshop, Nagoya,
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 航空機被ばく警報システム WASAVIES
  • URL: https://wasavies.nict.go.jp/